框架结构设计与施工中应注意的问题

包 小 波

(大同市华青建筑设计有限责任公司,山西 大同 037004)



框架结构设计与施工中应注意的问题

包 小 波

(大同市华青建筑设计有限责任公司,山西 大同 037004)

解释了框架结构的概念，根据框架结构设计刚柔适度、关节打通、主次分明的原则，分析了框架结构设计中柱子、梁及楼板的设计要点，并归纳了框架结构施工中应注意的问题，从而确保建筑结构的质量。

框架结构，设计原则，基础梁，楼板

根据我国现行的建筑结构规范的设计方法，要求建筑结构设计符合“技术先进、经济合理、安全适用、确保质量”等条件。建筑结构设计的方法多种多样，其中，框架结构设计作为建筑结构设计中最常用的方法，在建筑结构设计中有着广泛的应用。目前，为适应我国现代建筑结构设计的要求，在建筑结构设计和施工中，常采用框架结构，因为框架结构在设计形式上比较简单，在平面设计上方便灵活，同时还能节省很大的空间，因此框架结构广泛应用于各种不同类型的建筑结构，尽管框架结构设计的应用非常广泛，但也要结合实际情况，了解框架结构设计中可能出现的问题，在保证框架结构设计的质量和水平的情况下，采取精准而有效的措施来解决这些问题，才能进一步提高我国建筑结构设计的水平。

1 框架结构的概念

框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。由于框架结构由梁和柱构成，结构构件的截面面积较小，导致了框架结构的承载力和刚度也都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越小。框架结构的墙体是填充墙，起到围护和分隔的作用。框架结构的优点是空间分隔灵活，自重较轻，结构的整体性、刚度较好，同时还能节省材料；其缺点是节点应力集中显著，侧向刚度较小，是柔性结构框架，在较大的外力作用下，框架结构所产生的水平位移较大，易造成结构的损坏，不适宜建造高层建筑等。

2 框架结构设计的原则

2.1 刚柔适度原则

在建筑框架结构设计的过程中，首先要遵循刚柔适度的原则。如果框架结构的刚度过强，就会导致建筑产生形变的能力降低，这样在承受较大的作用力时，由于建筑的柔韧性不够导致建筑物的毁坏；如果框架结构的柔性过高，在较强的地震和风力等外力作用下，建筑物产生的形变过大，从而导致建筑物的倒塌。因此，在建筑结构设计的过程中，一定要在保证建筑的刚柔度适中的情况下，才能设计出最佳的结构。

2.2 关节打通原则

当建筑结构受到外力的作用时，要保证建筑每个关节都能起到传递和削减外力的作用，这就需要在结构设计的同时，建立一套科学的建筑结构体系，通过合理的结构体系让建筑的每个关节得以打通，使整个建筑形成一个整体，这样在受到强力的外力作用下，建筑的每个关节就可以对外力进行流动和削减，从而提高建筑的安全和稳点性。因此，在建筑结构设计过程中，首先要进行精确的计算，预防各种外力对建筑物可能产生的影响，保证建筑的每个关节能够合理化解各种外力影响，在这种科学和合理的建筑结构中，整个建筑结构的整体性和安全性才能得以提高。

2.3 主次分明原则

由于框架结构是建筑的骨架，其中组成建筑结构的每个组成构件，其作用都是不同的，这就要求在设计过程中，分清主次、抓住重点进行更加科学和合理的设计，只有在遵循主次分明的原则下，才能保证建筑结构中每个构件都能发挥其合理和适当的作用，特别是建筑物在承受较大的外力作用时，保证建筑物的安全性和稳定性。因此，在建筑结构设计的过程中，分清主次关系，往往要符合柱强梁弱的要求，保证结构设计的合理性，以及提高建筑的稳定性。

3 框架结构设计中存在的问题

3.1 柱子设计中的问题

一般来说，框架结构中的配筋率比较低，这就导致建筑物在遇到较大外力时，特别是发生地震时，建筑框架会产生较大位移，那么建筑整体的安全性就不能保证。因此，如果在建筑结构设计过程中不考虑这一因素，建筑结构的安全性就存在巨大隐患。所以在考虑柱子的配筋问题时，应注意以下问题：水平荷载是结构设计中的控制因素，水平荷载对结构的力矩和在竖向构件中引起的轴力与建筑的高度的平方成正比，框架水平受到风荷载，屋面结构荷载传给边柱的轴向总力要比楼层的边柱总力小，导致顶柱出现偏心受压问题，这些问题在结构设计中都应该注意。

3.2 梁设计中的问题

基础梁的设计最重要的是要处理好埋设的深度，要保证基础梁的埋设深度适中，同时还要保证建筑物具有较高的防震能力，因此，在进行基础梁设计的时候，梁的位置要沿着建筑框架柱的两个轴方向进行设置，从而保证结构设计的质量。

3.3 楼板设计中的问题

楼板设计中的问题在建筑结构设计中最容易出现，要充分考虑楼板设计中存在的问题，采取相应的措施解决问题，使得板设计更加科学和合理。通常情况下，在楼板中钢筋的间距设计要尽可能大，但要控制在一定范围内，还要充分考虑钢筋直径的大小问题，根据不同的情况具体分析，在保证结构安全的情况下，确保经济合理，安全适用。

4 框架结构施工中应注意的问题

4.1 施工前准备阶段

在框架结构施工的准备阶段，要对施工材料进行仔细地检查，着重注意不同钢筋的规格，如果在钢筋规格的选用中出错，就会对建筑结构的安全性造成直接影响，不仅耽误了施工的进程，还造成了不必要的经济损失。因此，在施工前的准备阶段，需要注意以下问题：严格检查钢筋的质量和规格，根据实际情况选用最合适的钢筋型号，并层层把关，严格遵守相关规定，确保施工的正常进行；在钢筋的焊接过程中，严格遵循相应的焊接方法，根据不同的钢筋规格采取不同的焊接方法，确保钢筋焊接的质量；在箍筋框的固定过程中，要借助专用的模具来进行固定，以防止箍筋框出现偏移的情况，并且，在固定完成之后，还需要专门的技术人员进行检查和验收，保证箍筋框的稳定性，从而达到结构设计的要求和标准。

4.2 施工过程中的问题

1)混凝土强度问题的解决措施。混凝土和钢筋分别具有不同的特性，在钢筋混凝土结构中，其受力也是不同的，钢筋承受拉力作用，混凝土承受压力作用，因此，混凝土的强度会影响框架结构的刚度和稳定性。首先，要做好混凝土配制前的准备工作，严格检查混凝土材料的质量，不能将不合格的材料使用到混凝土的配制过程中；其次，在配制混凝土过程中，要充分考虑各种材料的配合比，进行科学、合理的配制；在混凝土的浇筑过程中，需要专业的技术人员进行施工，确保混凝土工程的质量；最后则要进行施工完成后的验收工作，严格按要求检查，以防出现质量问题。

2)短柱的解决措施。在结构设计过程中，要尽量避免短柱，因为短柱在受到外力的情况下，最容易发生形变从而导致损坏，如果在设计过程中，出现短柱的情况，应该增强短柱的承载能力以及缩小短柱的截面面积，采取最有效的措施解决短柱承受能力差的问题。

3)保护层的解决措施。根据相关要求，正确算出建筑构件内钢筋的保护层厚度，确定构件的有效截面高度以及钢筋保护层的正确位置，从而保证钢筋和构件的使用效果。

5 结语

通过对框架结构设计在建筑结构设计中的应用分析，可以发现，框架结构设计是一个非常复杂的过程，在设计过程中，设计人员不仅要具有相关专业的知识，还要掌握结构设计的要点，保证各个过程中建筑工程的顺利进行，同时，设计人员也应该从实际出发，不断提升设计能力和水平，促使框架结构设计在建筑结构设计中得到更加广泛的应用。

[1] 赵丽娟.谈建筑结构的框架结构设计中预应力技术的运用[J].工程技术(全文版),2016(11):135.

[2] 刘志荣.在建筑结构的框架结构设计中预应力技术的运用[J].住宅与房地产,2016(27):288.

On application of framework structural design in architectural design

Bao Xiaobo

(DatongHuaqingArchitecturalDesignCo.,Ltd,Datong037004,China)

The paper interprets the concept of the framework structure, analyzes the design points for the columns, beams, and floors of the framework according to the principle for the suitable framework structural design and distinction between the main and the side problems, and sums up the problems in the framework structural construction, so as to ensure the quality of the architectural structure.

framework structure, design principle, foundation beam, floor

1009-6825(2017)10-0049-02

2017-01-16

包小波(1979- )，男，工程师

TU318

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